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Elektromechanisches Zündschloß für Kraftfahr-
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zeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündschloß für Kraftfahrzeuge,
welches einen zum Zusammenwirken mit einem das Fahrzeug sichernden Teil, beispielsweise
mit der Steuersäule, angeordneten Sperriegel aufweist.
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Allgemein bezieht sich die Erfindung auf ein Zündschloß, mit welchem
ein zum Fahren des Fahrzeugs wichtiges Element, beispielsweise die Lenkwelle, festgestellt
werden und gleichzeitig sichergestellt werden soll, daß die Stromkreise des Fahrzeugs
umgeschaltet sind. Diese Zündschlüsser stellen somit eine doppelte Sicherung gegen
Fahrzeugdiebstahl dar, da in Sperrstellung das Fahrzeug mechanisch gesichert ist,
und da die Stromkreise offen sind, wodurch insbesondere ein Anfahren und die Stromversorgung
des Motors unmöglich sind.
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Die bis heute verwendeten Zündschlösser dieser Art weisen im gleichen
Gehäuse ein Sicherheitsschloß auf, das mit einem Schlüssel betätigt wird, wobei
die Drehung des Schloßzylinders die Bewegung eines Sperriegels und gleichzeitig
die Betätigung eines Stromschalters steuert.
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Diese bekannten Zündschlösser sind im allgemeinen zufriedenstellend,
weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Der erste Nachteil besteht darin, daß
sie sehr empfindlich sind, da die Dieben zur Verfügung stehenden technischen Mittel
eine relativ einfache Entriegelung des Schlosses mit sehr einfachen und leicht zugänglichen
Instrumenten gestatten. Außerdem ist die Konstruktion des Zündschlosses in Form
eines einzigen Blocks, der sowohl das Schloß, wie auch den Sperriegel und dessen
Betätigungsorgane, sowie den Stromschalter enthält, so gehalten, daß die Schlösser
auf Versuche, sie herauszubrechen, besonders empfindlich reagieren. Von seiner Natur
her muß das Schloß zugänglich sein, und damit kann es Gegenstand von Versuchen werden,
es auf verschiedene Weise herauszubrechen, beispielsweise durch gewaltsames Drehen
des Schloßzylinders, gewaltsames Eindrücken des Schloßzylinders, Abbrechen des Schloßzylinders,
usw.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues ZUndschloß
für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das die bekannten Nachteile bei Zündschlössern nicht
aufweist, sondern bei dem vielmehr ein elektronisch betätigbares Schloß einen davon
örtlich getrennten Riegelblock steuert, welcher nicht zugänglich ist und über eine
nicht verletzbare Verbindung angeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Zündschloß der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß es aus folgenden Teilen besteht: a) einem elektronischen
Schloß, welches einen Schlüssel mit Kodierung, eine Steuereinrichtung für den Betrieb
des Zündschlosses
beim Einführen und beim Herausziehen des Schlüssels,
sowie eine Vorrichtung zum Lesen der Kodierung des Schlüssels und zur Erzeugung
eines entsprechenden Signals aufweist; b) einem in einem nicht zugänglichen Gehäuse
befindlichen Riegel, welcher einen von einer Betätigungsvorrichtung gesteuerten
Sperriegel, eine Empfangsvorrichtung für die vom Schloß ausgesandten Signale und
zum Vergleichen derselben mit kodierten und in einem Speicher gespeicherten Signale,
ferner eine elektronische Steuereinrichtung für die Betätigungsvorrichtung und einen
Unterbrecher für die Stromversorgung des Fahrzeugs aufweist, wobei die elektronische
Steuereinrichtung die von der Empfangs- und Vergleichsvorrichtung kommenden Signale
sowie Signale, welche die Stellung des Sperriegels und den Ruhe- bzw. Betriebszustand
des Fahrzeugmotors darstellen, empfängt; c) Verbindungsleitungen zwischen dem Schloß
und dem Riegel, welche die Stromversorgung des Schlosses, die Obermittlung kodierter
Signale zwischen dem Schloß und dem Riegel, sowie die Weiterleitung des Betriebsbefehls
für das Zündschloß vom Schloß zum Riegel sicherstellen.
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Die Verwendung eines elektronischen Schlosses läßt eine erhebliche
Erhöhung der Anzahl möglicher Kombinationen zu und erhöht damit beträchtlich die
Sicherheit gegen Diebstahl. Die Weiterleitung des Befehls des Riegels in Form kodierter
Signale verhindert eine unzulässige Betätigung des Riegels selbst, indem direkt
beim Einführen des Riegels Einfluß genommen wird.
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Die Anordnung des Riegels in einem nicht zugänglichen Gehäuse verhindert
jede direkte Einwirkung auf das Steuer- und Betätigungsteil des Sperriegels.
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Vorzugsweise weist der Schlüssel Kodierungslöcher auf, und die Lesevorrichtung
besteht aus einer Leuchtdiodenmatrix, einer dieser gegenüber angeordneten Empfangsdiodenmatrix
und
einer Schaltung, mit welcher das von dem Empfangsdioden abgesetzte
Signal geformt wird.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Schloß eine elektronische
Einrichtung auf, die so konstruiert ist, daß sie aus Signalen, die vom Riegel kommen,
die zum Ablesen eines Schlüssels erforderlichen Signale erzeugt; weiterhin weist
es eine Schaltung zur Abgabe der zur Erregung der Leuchtdioden erforderlichen Spannungen
auf.
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Vorteilhafterweise weist der Schlüssel eine Positionierkerbe zur Positionierung
bezüglich der Diodenmatrizen auf. Vorzugsweise weist das Schloß eine Vorrichtung
zur Erzeugung eines Steuersignals für den Anlasser auf, welche aus einem am Ende
des Schlosses angeordneten Schalter besteht, der so vorgesehen ist, daß er durch
den Schlüssel betätigt werden kann, wenn dieser bis zum Anschlag in das Schloß eingesetzt
wird, wobei eine elastische Rückstelleinrichtung den Schlüssel wieder in dessen
Stellung gegenüber den Diodenmatrizen zurückstellt, sobald dieser losgelassen wird.
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Weiterhin sind erfindungsgemäß gewisse bevorzugte Ausführungsformen
des Riegels vorgesehen. Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Riegel einen Oberwachungsschaltkreis
auf, der direkt von der Fahrzeugbatterie gespeist wird und so geschaltet ist, daß
die Stromversorgung des Schlosses eingeschaltet wird, sobald ein vom Schloß bei
Bewegung des Schlüssels kommendes -Steuersignal empfangen wurde. Vorteilhafterweise
steuert die im Riegel enthaltene elektronische Steuervorrichtung das Abschalten
der Stromversorgung des Zündschlosses, nachdem dessen Arbeitsgänge ausgeführt wurden.
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Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird der Sperriegel von einem Gleichstrommotor unter Zwischenschaltung einer Steuerschnecke
betätigt. Der Sperriegel
kann eine Sperrstellung und eine entsperrte
Stellung, sowie eine Parkstellung einnehmen. Vorteilhafterweise ist der Stromunterbrecher
linear aufgebaut, während seine beweglichen Kontakte auf dem Sperriegel angeordnet
sind, der gleitend eingebaut ist.
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Die Erfindung wird nachstehend nun anhand der Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es
zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Zündschlosses; Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht der optoelektronischen
Lesevorrichtung zum Ablesen der Schlüsselkodierung bei dem Zündschloß nach Fig.
1 in auseinandergezogener Darstellung; Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen
bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 verwendeten Schlüssel und Fig. 4 eine schematische
perspektivische Darstellung des elektromechanischen Teils des Riegels des Zündschlosses
gemäß Fig. 1.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Zündschloß aus einem Schloß
1 und einem Riegel 2 besteht, und daß diese beiden Teile über die Verbindungsleitungen
3, 4, 5, 6, 7 und 8 miteinander verbunden sind.
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Das Schloß 1 weist eine Leuchtdiodenmatrix 9 und eine Empfangsdiodenmatrix
10 auf, die vorzugsweise im Infrarotbereich arbeitet; zwischen den beiden kann ein
Schlüssel 11 eingeführt werden. Die Empfangsdiodenmatrix ist mit dem Eingang einer
Verstärkerschaltung 12 verbunden, deren Ausgang mit dem Eingang
eines
Mikroprozessors 13 verbunden ist. Der Mikroprozessor 13 ist mit dem Eingang eines
Verstärkers 14 zur Versorgung der Diodenmatrix 9 verbunden.
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Wird der Schlüssel 11 eingeschoben, so betätigt er ein Versorgungsschütz
15, der mit einer Gleichstromversorgung 16 - beispielsweise einer 5V-Spannungsquelle
- über die Verbindungsleitungen 10 und 11 verbunden ist. Der Schlüssel 11 betätigt
außerdem am Ende seines Weges einen Anlasserkontakt 17, der mit der Leitung 11 und
über die Leitung 14 mit einem Anlasserrelais verbunden ist.
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Der Mikroprozessor 13 des Schlosses 1 ist mit einem Mikroprozessor
19 des Riegels 2 über die Zweiwegverbindung 9 verbunden, und ein Ausgang des Mikroprozessors
19 steuert die Stromversorgung 16, die neben der Steuerleitung 10 und der Versorgungsleitung
11 zur 12V-Versorgung, die SV=Versorgungsleitung 12 und die Masseleitung 13 aufnimmt.
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Der Mikroprozessor 19 wird von einem programmierbaren Kodierungsspeicher
20 über die Leitungen 21, 22, 23 versorgt, die jeweils von den Unterbrechern 24,
25 bzw. 26 kommen und bei der Verlagerung des Sperriegels 27 durch diesen betätigt
werden. Der Mikroprozessor 19. weist außerdem einen Eingang auf, der mit einer Leitung
28 verbunden ist, die an einer Anzeige für den Motorbetrieb angeschlossen ist, während
ein anderer Eingang des Mikroprozessors mit einer Leitung 29 verbunden ist, die
an eine Anzeige für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs angeschlossen ist.
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Ein Ausgang des Mikroprozessors 19 ist mit dem Anlasserrelais 18 verbunden,
während ein anderer Ausgang mit einem Verstärker 30 verbunden ist, welcher den Elektromotor
31 steuert, mit welchem der Sperriegel 27 über eine Steuerschnecke 32 betätigt wird
Der
Schlüssel 11 gleitet in einem Schlüsselkanal 34 eines Gehäuses 33, das die Diodenmatrizen
9 und 10, sowie die Schütze 15 und 17 trägt. Der Schlüssel weist Kodierungslöcher
35 auf, die über die Diodenmatrizen gelesen werden, sowie eine Positionierkerbe
36, mit welcher der Schlüssel sich gegenüber den Diodenmatrizen positionieren läßt.
Zur Rückführung des Schlüssels 11 in eine Stellung gegenüber den Diodenmatrizen
9 und 10 nach dem Eindrücken des Endkontaktes 17 und nach dem Loslassen des Schlüssels
ist eine elastische (in der Zeichnung nicht dargestellte) Einrichtung vorgesehen,
wobei die Positionierkerbe 36 mit einem (in der Zeichnung ebenfalls nicht abgebildeten)
Positionierteil zusammenwirkt.
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Der Sperriegel 27 trägt ein bewegliches Teil 37, das mit zwei Kontakten
38 versehen ist, die je nach Stellung des Sperriegels 27 mit Kontakten für die Sperrstellung
39, Kontakten für die Parkstellung und die Stromversorgung der Zubehörteile 40,
sowie mit Kontakten für die Betriebs-bzw. Fahrstellung und die allgemeine Stromversorgung
des Fahrzeugs 41 verbunden sind, welche jeweils die Unterbrecher 24, 25, 26 darstellen.
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Nachstehend wird nun die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Zündschlosses
näher beschrieben.
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Durch Einführen des Schlüssels 11 in den Schlüsselkanal 34 wird der
Unterbrecher 15 betätigt, welcher über eine Oberwachungsschal tung die Stromversorgung
16 für die je saite Elektronik des Zündschlosses einschaltet. Der Mikroprozessor
13, der auf diese Weise mit Spannung versorgt wird, sorgt seinerseits nun für die
Stromversorgung des Verstärkers 14, der die Dioden 9 speist. Die Diodenmatrix 10
empfängt die Lichtstrahlen der Dioden aus der Matrix 9, die durch die Kodierungslöcher
35 des Schlüssels 11 geführt wurden; nach Verstärkung im Verstärker 12 wird das
auf diese Weise erzeugte Signal dem Mikroprozessor 13 zugeführt.
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Dieses Signal wird über die Leitung 9 dem Mikroprozessor 19 zugeführt,
der außerdem den Inhalt aus dem Speicher 20 übernimmt und die beiden Signale miteinander
vergleicht.
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Sind sie nach mehreren Versuchen verschieden, so setztder Mikroprozessor
über eine Leitung 42 ein Alarmsignal ab. Sind die beiden Signale gleich, so setzt
er an den Motor 31 über den Verstärker 30 einen Befehl ab, auf den hin der Sperriegel
27 bis in die "Kontakt"-Stellung verlagert wird.
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Wird der Schlüssel 11 bis zum Anschlag eingedrückt, so betätigt er
den Unterbrecherschalter 17, der nun ein Signal an das Anlasserrelais 18 absetzt.
Anschließend kehrt der Schlüssel 11 automatisch in seine Lesestellung gegenüber
den Diodenmatrizen 9 und 10 zurück. Falls der Mikroprozessor 19 über die Leitung
28 ein Signal empfängt, das ihm anzeigt, daß der Motor des Fahrzeugs abgeschaltet
ist, so setzt er an das Relais 18 ein zur Betätigung des Anlassers ein entsprechendes
Signal ab.
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Bei Beendigung dieses Ablaufs befindet sich der Sperriegel 27 in der
fahrbereiten bzw. in der Betriebsstellung, wobei sein Kontakt 38 mit dem feststehenden
Kontakt 41 in Berührung steht, so daß die Stromversorgung fUr das Fahrzeug eingeschaltet
und sichergestellt ist. Der Fahrzeugmotor wird nun über den Anlasser gestartet und
das Fahrzeug fährt. Die Stromversorgung 16 wird vom Mikroprozessor 19 in der Weise
abgeschaltet, daß durch das Zündschloß nur noch der Oberwachungsstrom fließt.
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Zieht der Fahrer den Schlüssel 11 wieder heraus, wird der Unterbrecher
15 erneut betätigt und damit wird die Stromversorgung 16 wieder eingeschaltet. Der
Mikroprozessor 19 entschlüsselt die Informationen, die er über die Leitung 29 erhält.
Wurde das Fahrzeug angehalten, so geht ein Befehl an den rotor 31, der daraufhin
den Sperriegel 27 in dess-en
Sperrstellung bringt. Anschließend
wird die Stromversorgung 16 abgeschaltet. Ist das Fahrzeug nicht zum Stillstand
gekommen, so geht kein Befehl an den Motor 31 und die Stromversorgung 16 wird abgeschaltet.
Um das Fahrzeug abzuschalten, muß der Schlüssel 11 wieder eingeführt werden, wodurch
die Stromversorgung 16 wieder eingeschaltet wird und die elektronische Anlage in
den normalen Betriebszustand schaltet. Wird der Schlüssel nun wieder bei abgestelltem
Fahrzeug herausgezogen, so gelangt der Sperriegel 27 in die Sperrstellung. Durch
Verlagerung des beweglichen Kontakts 38 wird die Stromversorgung des Fahrzeugs abgeschaltet
und damit wird auch der Motor abgestellt. Anschließend geht die elektronische Anlage
in den Oberwachungs- bzw. Bereitschaftszustand über.
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Wenn beim ersten Einführen des Schlüssels 11 dieser nicht bis zum
Anschlag eingedrückt, und wird damit der Schalter 17 nicht betätigt, so tritt eine
Verzögerung ein, worauf der Mikroprozessor 19 an den Motor 31 eine Meldung absetzt,
auf welche hin der Sperriegel 27 in die "Park"-Stellung gebracht wird. Somit sind
zwei Schaltvorgänge beim Schalter 17 erforderlich, um den Sperriegel 27 in die Betriebsstellung
bzw. "Fahr-"Stellung zu bringen und den Fahrzeugmotor anzulassen. Andererseits wird
beim Herausziehen des Schlüssels 11 automatisch der Sperriegel in seine Sperrstellung
übergeführt.
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Um den Sperriegel absichtlich in die "Park"-Stellung zu bringen, führt
der Fahrer den Schlüssel nur soweit ein, daß der Schalter 17 nicht betätigt wird,
und drückt dann innerhalb einer vorgegebenen Zeit auf einen (nicht in der Zeichnung
dargestellten) Knopf, wodurch der Mikroprozessor 19 ein Signal erhält und an den
Motor 31 einen entsprechenden Befehl zur Umschaltung in Park"-Stellung abgesetzt.
Wird der Knopf
in der vorgegebenen Zeit nicht betätigt, so setzt
der Mikroprozessor 19 einen entsprechenden Befehl ab, damit der Sperrriegel 27 beim
Herausziehen des Schlüssels in die Sperrstellung gebracht wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Zündschloß können zahlreiche
Wahlmöglichkeiten vorgesehen werden. Beispielsweise können Vorkehrungen getroffen
werden, damit die Kodierung geändert wird, indem im Speicher 20 ein neuer Code gespeichert
wird, was allerdings nur dann möglich ist, wenn der für die alte Kodierung passende
Schlüssel eingesetzt wurde.
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Der Schlüssel 11 kann aus jedem geeigneten Material gefertigt sein,
und die Kodierungslöcher 35 können gemäß jeglichem bekannten Verfahren eingestanzt
oder eingebohrt werden. Sie können so ausgebildet sein, daß sie für das bloße Auge
nicht erkennbar sind, beispielsweise durch Abdeckung mit einem Opakmaterial, durch
das allerdings die von den Dioden 9 kommenden Strahlen dringen können. Auf diese
Weise wird die Anfertigung von Nachschlüsseln erschwert.
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Der Mikroprozessor 19 übernimmt gegenüber dem Mikroprozessor 13 die
Rolle eines Haupt- oder Leitrechners 5 während der Mikroprozessor 13 der gesteuerte
bzw. geführte Rechner ist.
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Der Mikroprozessor 13 dient im wesentlichen dem Ablesen der Informationen
auf dem Schlüsseln, während der Mikroprozessor 19, der nicht zugänglich ist, alle
Befehle erteilt.
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Durch die Verwendung eines Oberwachungs- bzw. Bereitschaftsstroms
auch beim Betrieb des Fahrzeugs läßt sich der Stromverbrauch des Zündschlosses vernachlässigbar
klein halten; andererseits ist ein sehr guter Schutz bzw. eine sehr hohe Unempfindlichkeit
gegenüber dem Rauschen gegeben, sobald
der Schlüssel nicht mehr
bewegt wird. Oberdies führt die Tatsache, daß die Flikroprozessoren bei jeder Bewegung
des Schlüssels wieder mit Spannung versorgt werden, dazu, daß diese auf Null rückgestellt
werden, wodurch jedes Anlassen bei einer zufälligen Stellung vermieden wird.
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Jeder Fehler oder Ausfall eines beliebigen Teils des erfindungsgemäßen
Zündschlossen kann keinerlei schwerwiegende Folgen haben. Tatsächlich kann der Befehl
zur Oberführung des Sperriegels in die Sperrstellung nur dann abgesetzt werden,
wenn das gesamte Zündschloss einwandfrei funktioniert und wenn die Bedingungen für
die Sperrung vorliegen. Diese Bedingungen - die bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
auch beinhalten, daß das Fahrzeug angehalten wurde und der Fahrzeugmotor abgestellt
ist - können noch durch weitere Bedingungen ergänzt werden, beispielsweise die Bedingung,
daß die Scheinwerfer abgestellt sind. Ebenso können zusätzliche Bedingungen für
den Anlaßvorgang vorgesehen sein, zum Beispiel die Bedingung, daß die Sicherheitsgurte
angelegt.
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und geschlossen sind, daß die Gangschaltung in neutraler Stellung
steht, und ähnliches mehr.